JADWAL RABU 27 OKTOBER 2021
KELAS ,C, B, E ZOOM PUSAT (BREAK OUT), BAB 3 TUAS LIAHAT VIDEO, BIDANG MIRING
KELAS : 8BL, SOUNDS
Nina Ok is inviting you to a scheduled Zoom meeting.
Topic: Nina Ok's Personal Meeting Room
Join Zoom Meeting
https://us04web.zoom.us/j/4076630915?pwd=Ln6HG1yTExs
Meeting ID: 407 663 0915
Password: 917003
Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda tersebut berpindah posisi terhadap titik acuan. Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri didefinisikan sebagai titik awal atau titik tempat pengamat.
Gerak bersifat relatif yaitu gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda yang bergerak menurut seorang pengamat mungkin tidak bergerak menurut pengamat yang lain.
Sebagai contoh saat kita duduk di belakang supir di dalam mobil yang sedang bergerak. Kita melihat sopir tidak begerak, namun bagi petugas lalu lintas yang sedang berdiri di pinggir jalan maka sopir dalam keadaan bergerak.
Disinilah letak kerelatifan gerak. Sopir dikatakan bergerak oleh petugas lalu lintas namun terlihat diam menurut kita yang duduk di belakang sopir.
Kita yang di dalam mobil melihat petugas lalu lintas bergerak terhadap mobil. Saat mobil mendekati petugas lalu lintas maka petugas lalu lintas seolah bergerak mendekati mobil. Saat mobil menjauhi petugas lalu lintas, petugas lalu lintas juga seolah bergerak menjauhi mobil, padahal kondisi sebenarnya petugas lalu lintas tidak bergerak. Gerak inilah yang disebut dengan gerak semu.
Gerak semu adalah benda yang diam tetapi seolah-olah bergerak karena gerakan pengamat. Contoh lain yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita naik mobil yang berjalan maka pohon yang ada dipinggir jalan kelihatan bergerak. Ini berarti pohon telah melakukan gerak semu. Gerakan semu pohon ini disebabkan karena kita yang melihat sambil bergerak.
Berdasarkan lintasannya gerak dibedakan menjadi tiga, yaitu Gerak Lurus, Gerak Melingkar dan Gerak Parabola. Berdasarkan percepatannya gerak dibedakan menjadi dua yaitu gerak tanpa percepatan dan gerak dengan percepatan.
Gerak Lurus adalah gerak dengan lintasan berbentuk garis lurus, contoh gerak lurus di kehidupan sehari-hari adalah gerak benda yang jatuh bebas.
Gerak melingkar adalah gerak dengan lintasan berupa lingkaran, contohnya adalah gerak sebuah titik di tepi roda yang sedang berputar.
Gerak parabola merupakan gerak dengan lintasan berupa parabola. Gerak parabola merupakan salah satu contoh gerak dua dimensi. Gerak parabola merupakan perpaduan dua gerak, yaitu gerak lurus dengan kecepatan tetap, dan gerak lurus dengan kecepatan berubah secara teratur.
Definisi Gerak
Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda tersebut berpindah posisi terhadap titik acuan. Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri didefinisikan sebagai titik awal atau titik tempat pengamat.
Gerak bersifat relatif yaitu gerak suatu benda sangat bergantung pada titik acuannya. Benda yang bergerak menurut seorang pengamat mungkin tidak bergerak menurut pengamat yang lain.
Sebagai contoh saat kita duduk di belakang supir di dalam mobil yang sedang bergerak. Kita melihat sopir tidak begerak, namun bagi petugas lalu lintas yang sedang berdiri di pinggir jalan maka sopir dalam keadaan bergerak.
Disinilah letak kerelatifan gerak. Sopir dikatakan bergerak oleh petugas lalu lintas namun terlihat diam menurut kita yang duduk di belakang sopir.
Kita yang di dalam mobil melihat petugas lalu lintas bergerak terhadap mobil. Saat mobil mendekati petugas lalu lintas maka petugas lalu lintas seolah bergerak mendekati mobil. Saat mobil menjauhi petugas lalu lintas, petugas lalu lintas juga seolah bergerak menjauhi mobil, padahal kondisi sebenarnya petugas lalu lintas tidak bergerak. Gerak inilah yang disebut dengan gerak semu.
Gerak semu adalah benda yang diam tetapi seolah-olah bergerak karena gerakan pengamat. Contoh lain yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita naik mobil yang berjalan maka pohon yang ada dipinggir jalan kelihatan bergerak. Ini berarti pohon telah melakukan gerak semu. Gerakan semu pohon ini disebabkan karena kita yang melihat sambil bergerak.
Berdasarkan lintasannya gerak dibedakan menjadi tiga, yaitu Gerak Lurus, Gerak Melingkar dan Gerak Parabola. Berdasarkan percepatannya gerak dibedakan menjadi dua yaitu gerak tanpa percepatan dan gerak dengan percepatan.
Gerak Lurus adalah gerak dengan lintasan berbentuk garis lurus, contoh gerak lurus di kehidupan sehari-hari adalah gerak benda yang jatuh bebas.
Gerak melingkar adalah gerak dengan lintasan berupa lingkaran, contohnya adalah gerak sebuah titik di tepi roda yang sedang berputar.
Gerak parabola merupakan gerak dengan lintasan berupa parabola. Gerak parabola merupakan salah satu contoh gerak dua dimensi. Gerak parabola merupakan perpaduan dua gerak, yaitu gerak lurus dengan kecepatan tetap, dan gerak lurus dengan kecepatan berubah secara teratur.
Dalam Fisika materi jarak dan perpindahan adalah besaran gerak yang memiliki dimensi yang sama dengan besaran pokok panjang.
Posisi merupakan letak benda terhadap titik acuan. Dan perlu diketahui bahwa ada perbedaan jarak dan perpindahan dimana Jarak diartikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu, dan merupakan besaran skalar. Perpindahan adalah perubahan posisi suatu benda dalam selang waktu tertentu dan merupakan besaran vektor.
Dalam Fisika materi jarak dan perpindahan adalah besaran gerak yang memiliki dimensi yang sama dengan besaran pokok panjang.
Apakah perbedaan KELAJUAN dan KECEPATAN?
Apa itu GLBB? Simak Video diatas
Ralat soal no 1 : kelajuan dan kecepatan jarak dan perpindahan dibagi 5 meter harusnya 5 sekon
Untuk memahami tentang GLBB ((Gerak Lurus Berubah Beraturan) marilah kita tonton video diatas :GLBB
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Suatu benda yang mengalami Gerak lurus Berubah Beraturan (GLBB) mempunyai kecepatan yang berubah seiring dengan perubahan waktu. Sehingga dalam selang waktu yang sama perubahan jarak yang dicapai suatu benda tidaklah sama. Apabila perubahan jarak yang dicapai benda bertambah besar, maka keepatan benda tersebut juga akan ikut bertambah. Gerak seperti ini dinamakan dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan Dipercepat. Juga sebaliknya, apabila prubahan jarak semakin kecil maka kecepatan benda juga akan semakin lambat, gerak semacam ini dinamakan Gerak Lurus Berubah Beraturan Diperlambat.
Kecepatan Akhir disaat tertentu berbeda dengan saat kecepatan awal, pada saat t = 0, yakni saat peninjauan gerak dilakukan.
Grafik Hubungan antara V dan T adalah sebagai berikut;
Berikut ini Persamaan Untuk menemukan Kecepatan Akhir, Jarak Yang ditempuh,dan Hubungan akhir antara kecepatan akhir dengan jarak tempuh:
Hampir Semua gerak yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari hari kita yang merupakan gerak lurus berubah beraturan, akan tetapi ada juga gerak yang merupakan kombinasi antara GLB dan GLBB Secara selang seling.
Contoh GLBB dalam Kehudupan sehari hari;
Benda yang jatuh bebas
Gerak seorang penerjun payung
Gerak mobil di dalam balap mobil
Gerak peluru yang ditembakkan pemburu
Perubahan pada kecepatan secara beraturan setiap waktu disebut dengan percepatan. Dalam bentuk rumus, percepatan dapat ditulis sebagai berikut :
Keterangan :
a = percepatan gerak (ms-2)
vo = kecepatan awal (ms-1)
vt = kecepatan akhir (ms-1)
t = waktu tempuh (s)
Av = perubahan kecepatan (ms-1)
Semua rumus pada GLBB dipercepat juga berlaku untuk GLBB diperlambat. Perbedaannya hanya terletak pada a. Untuk GLBB diperlambat, harga a negatif.
pengertian gaya, macam-macam gaya beserta rumusnya
Gaya merupakan besaran fisika berupa tarikan atau dorongan. Gaya dibedakan menjadi dua macam yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi akibat adanya kontak langsung antara benda yang menerima gaya dan benda yang melakukan gaya. Kontak tersebut bisa berupa persinggungan langsung antara dua benda atau melalui perantara lain. Contoh gaya sentuh :
Olah raga tarik tambang; terjadi sentuhan antara orang dengan tali tambang tersebut.
Mobil menabrak mobil lain; terjadi sentuhan antara kedua mobil.
Sedangkan pada gaya tak sentuh, benda yang memberi gaya dan benda yang menerima gaya tidak terjadi kontak langsung. Gaya bisa terjadi walaupun kedua benda tersebut terpisah jauh. Contoh gaya tak sentuh:
Gaya tarik matahari pada planet yang mengelilinginya
Gaya antara magnet dengan besi
Gaya antara mistar kecil dan potongan kertas kecil yang telah digosokkan dirambut.
Salah satu alat utuk mengukur gaya adalah neraca pegas. Neraca ini berintikan sebuah pegas. Apabila dikenai gaya,pegas akan meregang. Jarak peregangan dapat dibaca pada skala neraca. Angka pada skala menunjukkan besar gaya yang sedang diukur. Dynamometer
Satuan gaya dalam SI (satuan internasional) adalah Newton, disingkat N. Nama satuan ini diambil dari nama seorang ilmuwan Inggris, Sir Isaac Newton (1642-1727), sebagai penghormatan atas jasa-jasa beliau. Ia menemukan hukum tentang gerak dan gaya, serta gaya tarik bumi.
Dalam fisika, suatu besaran yang memiliki nilai dan arah disebut besaran vektor. Sedangkan besaran yang hanya memiliki nilai tetapi tidak memiliki arah disebut besaran skalar. Contoh besaran skalar antara lain,massa, waktu dan jumlah zat.
Suatu gaya dapat digambar dengan menggunakan diagram vektor yang berupa anak panah. Seperti di bawah ini:
Titik O di sebut titik pangkal dan titik A disebut titik ujung. Panjang ruas garis OA menyatakan nilai gaya dan arah anak panah menyatakan arah gaya.
Contoh, gaya F1 sebesar 3N kekanan dan gaya F2 sebesar 7N kekiri masing-masing satuan gaya adalah cm, dan dapat di gambarkan pada diagram vektor berikut.
Berdasarkan penjelasan diatas, maka bisa disimpulkan bahwa gaya mempunyai beberapa sifat berikut :
Gaya dapat mengubah arah gerak benda
Gaya dapat mengubah bentuk benda
Gaya dapat mengubah posisi benda dengan cara menggerakkan atau memindahkannya
Secara Umum dikenal 7 Jenis Gaya utama, yakni :
Sesuai dengan namanya Gaya otot adalah jenis gaya yang dilakukan oleh makhluk hidup yang mempunyai otot. Gaya timbul dari koordinasi dari struktur otot dengan rangka tubuh. Gaya Otot Termasuk ke dalam kelompok Gaya Sentuh.
Contohnya yaitu seseorang yang mengangkat batu. Untuk mengangkat batu tersebut, otot di dalam tubuhnya berkoordinasi sehingga mampu menggerakan tangan untuk mengangkat batu.
Gaya Pegas ialah jenis gaya yang dihasilkan oleh sebuah pegas. Gaya pegas disebut juga gaya lenting pulih yang terjadi karena adanya sifat keelastisan suatu benda. Gaya Pegas termasuk ke dalam kelompok Gaya Sentuh. Gaya Pegas muncul karena pegas bisa memapat dan merenggang sehingga bentuknya bisa kembali seperti semula setelah terjadi gaya tersebut.
Contohnya yaitu ketika seseorang pemanah menarik anak panah kebelakang, maka busur pada panah tersebut akan mengikuti arah busur yang ditarik, kemudian sesudah anak panah dilepaskan, maka pegas pada busur panah akan kembali ke bentuk semulanya.
Gaya Gesek yaitu jenis gaya yang muncul karena terjadinya persentuhan langsung antara dua permukaan benda. Gaya Gesek adalah gaya yang arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda atau arah gaya luar. Gaya gesek termasuk ke dalam kelompok gaya sentuh. Besar kecilnya gaya gesekan ditentukan oleh halus atau kasarnya permukaan benda. Semakin halus permukaan, maka semakin kecil gaya gesekan yang muncul sehingga gaya yang dibutuhkan untuk membuat benda tersebut bergerak semakin kecil juga.
Contohnya jika batu yang sama dengan jumlah gaya luar yang sama di gerakan pada 2 permukaan , satu di lantai keramik (Halus), satu lagi di lantai semen (kasar), maka pergerakan batu di lantai keramik akan lebih cepat dan mudah dibandingkan pergerakan batu pada lantai semen.
Gaya Gesek terbagi menjadi 2, yaitu sebagai berikut :
Gaya Gesek Statis, yakni jenis gaya gesek yang terjadi ketika benda diam. Gaya gesek statis terjadi jika gaya luar yang diberikan kepada benda nilainya sama dengan gaya gesekan yang terjadi sehingga benda tersebut akan diam tidak bergerak karena resultan (penjumlahan) gaya yang terjadi padanya sama dengan nol. Contohnya, ketika ada sebuah benda diletakan pada bidang miring dan benda tersebut kita tahan dengan tangan, maka benda itu tidak akan bergerak (tetap diam) karena resultan gaya dari tangan kita sama dengan resultan gaya gesek yang terjadi, tapi jika kita melepaskannya, maka benda tersebut akan kembali bergerak.
Gaya Gesek Kinetik, yakni jenis gaya gesek yang terjadi ketika benda dalam keadaan bergerak. Gaya Gesek Kinetik terjadi ketika nilai gaya gesek selalu lebih kecil dibandingkan gaya luar yang bekerja padanya, sehingga gaya luar menang dan membuat benda tersebut bergerak. Contohnya yaitu gaya gesek antara permukaan mobil dengan aspal ketika mobil bergerak, gaya gesek yang terjadi lebih kecil, dari gaya mesin sehingga mobil mampu bergerak.
Gaya Mesin yaitu jenis gaya yang dihasilkan oleh kerja mesin, seiring berkembangnya teknologi, mesin yang dibuatpun semakin canggih. Gaya Mesin sangat membantu dalam meringankan aktivitas manusia.
Contohnya yaitu Kerja Mobil dan Motor.
e. Gaya Gravitasi Bumi (Gaya Berat)
Gaya Gravitasi Bumi yaitu jenis Gaya tarik bumi terhadap seluruh benda bermassa yang terdapat pada permukaannya.anda semua pasti sudah mengetahui bahwa dengan adanya gravitasi bumi, maka kita bisa berdiri tanpa masalah dipermukaannya, jika tidak terdapat gaya gravitasi bumi, maka setiap benda akan melayang seperti halnya di luar angkasa.
Gaya Magnet yaitu gaya pada magnet yang mampu menarik benda – benda tertentu. Benda yang mampu ditarik oleh magnet disebut benda magnetis, umumnya terbuat dari besi atau baja, ataupun logam lainnya. Semakin dekat magnet dengan benda magnetis, maka gaya tarik magnet tersebut semakin besar. Gaya magnet bisa menarik benda walaupun tanpa menyentuhnya, oleh sebab itu Gaya magnet termasuk ke dalam kelompok Gaya Tak Sentuh.
Contohnya yaitu paku jika didekatkan ke sebuah magnet, maka ia akan tertarik ke arah magnet tersebut, maka paku merupakan benda magnetis.
Gaya Listrik yaitu jenis gaya yang dihasilkan oleh benda – benda bermuatan listrik dalam medan listrik.
Contohnya yaitu kipas angin bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
pa sih yang dimaksud dengan resultan gaya? Jadi,
Resultan sendiri bisa diartikan sebagai jumlahan atau total. Kalo diartikan resultan gaya yaitu keseluruhan gaya yang bekerja pada sebuah benda dalam sebuah sistem.
Resultan gaya merupakan besaran vektor yang mempunyai besar dan juga arahnya.
Pada suatu sistem yang banyak gaya dan bekerja gak selalu gaya yang bekerja tersebut searah, berlawanan arah, saling tegak lurus, ataupun membentuk sudut tertentu.
Nah, maka dari itu kamu harus mengetahui dan juga memahami masing – masing jenis dari resultan gaya seperti berikut ini:
Persamaan diatas bisa kalian tulis menjadi seperti ini:
R = F1 + F2 + F3 + … + Fn
Keterangan:
R = Resultan gaya (N)
n = Banyaknya gaya
Dengan demikian, dua buah gaya atau lebih yang segaris dan searah bisa diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama dengan jumlah gaya – gaya tersebut.
Persamaan pada gambar diatas ini bisa kalian tulis menjadi seperti berikut ini:
R = F1 – F2
Keterangan:
F1 = Gaya pertama yang lebih besar (N)
F2 = Gaya kedua yang lebih kecil (N)
Massa adalah besaran yang menunjukkan ukuran kelembaman (Kelembaman atau yang dikenal juga inersia adalah kecenderungan semua benda fisik untuk menolak perubahan terhadap keadaan geraknya) yang dimiliki oleh suatu benda atau jumlah partikel yang dikandung zat. Massa suatu benda tidak akan berubah atau bersifat tetap di mana pun benda itu berada.
Berat adalah besaran yang menunjukkan ukuran percepatan gravitasi yang memengaruhi massa benda, berat suatu benda dapat berubah-ubah tergantung pada percepatan gravitasi di lingkungan beradanya benda tersebut. Misalnya saja berat suatu benda di bumi akan berbeda dengan berat benda di bulan, karena percepatan gravitasi bumi dan bulan berbeda. Untuk mencari berat suatu benda cukup mengalikan massa benda dan percepatan gravitasi, berikut ini rumusnya :
Rumus Persamaan Gaya berat
w = m x g
Keterangan:
w = berat benda (N/Newton)
m = massa benda (kg/Kilogram)
g = percepatan gravitasi (m/s2 atau N/kg)
Massa merupakan jumlah partikel(banyaknya materi) yang dikandung zat/benda, sedangkan berat massa yang dipengaruhi gravitasi.
Nilai massa tidak berubah/tetap, sedangkan nilai berat dapat berubah, bergantung gravitasi di mana benda itu berada.
Massa dinyatakan dalam satuan kg(Kilogram), sedangkan berat dinyatakan dalam satuan Newton
Massa termasuk besaran skalar dan pokok, sedangkan berat termasuk besaran vektor dan turunan.
Massa merupakan besaran yang tidak mempunyai arah, sedangkan berat besaran yang mempunyai arah.
Massa diukur menggunakan neraca, sedangkan berat diukur menggunakan neraca pegas atau dinamometer.
Untuk lebih jelas tentang perbedaan dari massa dan berat bisa melihat tabel perbedaan berikut ini
Soal 1
Jika diketahui percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 , berapakah berat suatu benda yang massanya 120 kg?
Penyelesaian :
Diketahu :
m = 120 kg
g = 10 m/s2
Ditanya :
w = …. ?
Jawab :
w = m x g
w = 120 x 10
w = 1.200 N
Soal 2
Berat Firman di bumi adalah 360 Newton. Jika percepatan gravitasi di bumi 10 m/s2 dan percepatan gravitasi di bulan 1/6 percepatan gravitasi bumi, maka hitunglah berat Firman ketika berada di bulan!
Pembahasan :
DIket.
W(bumi) = 360 N
Ditanya
m = …… ?
Jawab :
w = m × g
360 = m × 10
m = 360/10
m = 36 kg
Wd(bulan) = m × g(bulan)
W = 36 × 1/6 × 10
W = 36 × 10/6
W = 36 × 5/3
W = 60 N
1) Saat naik motor dan motor digas, badan kita akan terdorong ke belakang.
2) Saat naik motor dan motor direm, badan kita akan terdorong ke depan.
3) Dua badak bermassa sama saling dorong, keduanya tidak ada yang bergeser posisinya.
4) Kertas di bawah gelas kaca ditarik dengan cepat, gelas tetap diam karena resultan gayanya nol.
5) Bola yang menggelinding di atas es licin akan terus menggelinding dengan kecepatan tetap karena jika tidak dikenai gaya atau resultan gayanya nol.
1) Truk yang membawa massa sedikit dapat mendapat percepatan yang lebih besar daripada truk yang membawa massa muatan sangat banyak.
2) Kita mendorong meja bermassa kecil dan meja bermassa besar, percepatannya lebih besar pada meja bermassa kecil sehingga lebih cepat sampai tujuan.
3) Orang dewasa dengan gaya besar mendorong satu meja dengan percepatan lebih besar daripada anak kecil yang gaya dorongnya kecil.
4) Badak besar mendorong badak kecil sehingga badak kecil terpental.
5) Saat kita memindahkan kotak yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan almari yang berat jika kita menggunakan gaya dorong yang sama.
1) Tangan kita saat memukul meja akan terasa sakit karena meja memberikan gaya dorong sebagai reaksi ke tangan kita.
2) Semburan gas panas ke bawah yang dihasilkan pembakaran bahan bakar roket akan mendorong roket meluncur ke atas.
3) Jika kita menekan hidung, hidung juga menekan tangan kita.
4) Pada orang berenang, gaya aksi dari tangan ke air mengakibatkan gaya reaksi dari air ke tangan dengan besar gaya yang sama namun arah gaya berlawanan sehingga perenang terdorong ke depan meskipun tangannya mengayun ke belakang.
5) Saat mendayung, gaya aksi dari dayung ke air mengakibatkan gaya reaksi dari air ke dayung dengan besar gaya yang sama namun arah gaya berlawanan sehingga perahu terdorong ke depan meskipun dayung mengayun ke belakang.
Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (F = 0), maka benda tersebut :
- Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau
- Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.
Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda.
F = m.a
dimana:
F = gaya (N)
m = massa (kg)
a = percepatan (m/s2)
Bila sebuah benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda juga akan melakukan gaya pada benda A yang besarnya sama tetapi berlawanan arah.
Faksi = - Freaksi
Untuk memantapkan kalian memahami soal ini, coba simak soal seperti di bawah ini:
Berapa percepatan balok 5 kg yang didorong gaya 50 N?
a = F/ m
a = 50/ 5 = 10 m/s2
Usaha adalah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya.
Semakin besar gaya yang diberikan pada benda, semakin besar pula usaha yang dihasilkan. Semakin besar perpindahan benda, semakin besar pula gaya yang dihasilkan.
Usaha dapat dirumuskan sebagai :
Keterangan :
= usaha (J)
= gaya yang diberikan (N)
= perpindahan (m)
Laju energi atau daya (P) adalah besar energi yang digunakan pada setiap detik, sehingga dapat ditentukan dengan membagi besar usaha (W) dengan selang waktunya (t).
Daya dapat dirumuskan sebagai :
Keterangan :
P = daya (watt)
W = usaha (J)
t = waktu (s)
Pengertian Pesawat Sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mempermudah suatu pekerjaan tanpa memperkecil usaha. Misalkan ketika seorang ibu rumah tangga menimba air dari dalam sumur menggunakan bantuan katrol, buruh angkut menggunakan bidang miring untuk menaikkan barang ke atas truk, pelayan restoran membuka botol minuman dengan menggunakan pembuka botol. Alat-alat tersebut merupakan contoh peswat sederhana yang dapat dijumpai di kehidupan sehari-hari.
Pesawat sederhana ini akan dijelaskan beberapa materi serta konsep terkait jenis jenis tuas, rumus katrol, & rumus bidang miring pada yang dalam hal ini merupakan bagian dari rumus pesawat sederhana.
Tuas atau pengungkit adalah semua benda yang keras dan dapat berputar dengan berpusat pada satu titik. Sistem tuas terdiri dari tiga bagian, yaitu beban, kuasa dan titik tumpu.
Tempat dimana beban berada disebut dengan titik beban (W)
, tempat dimana gaya bekerja disebut dengan titik kuasa (F)
dan tempat poros berputar disebut titik tumpu.
Jarak antara titik kuasa dengan titik tumpu disebut dengan lengan kuasa (lk)
sedangkan jarak antara titik beban dengan titik tumpu disebut dengan lelang beban (lb).
Pada tuas berlaku prinsip momen gaya (momen gaya akan dipelajari lebih detail pada bab dinamika rotasi) sebagai berikut.
Selanjutnya berdasarkan letak titik beban, titik tumpu dan titik kuasa, tuas dapat dibedakan menjadi tiga kelas, yaitu kelas pertama, kedua dan ketiga.
Pada kelas atau tuas jenis pertama, titik tumpu berada di antara titik berat dan titik kuasa.
Contoh tuas jenis pertama dapat kita temu pada alat yang menggunakan prinsip kelas pertama seperti gunting, tang, catut pencabut paku.
Pada kelas kedua, titik beban berada di antara titik kuasa dengan titik tumpu.
Contoh alat yang mneggunakan tuas jenis kedua ini adalah pembuka botol, gerobak dorong satu roda dan pemotong kertas.
Pada tuas kelas ketiga, titik kuasa berada di antara titik beban dan titik tumpu.
Contoh alat yang menggunakan prinsip ini adalah stapler, alat pancing, dan pinset.
Pengertian katrol adalah roda yang memiliki alur melingkar sehingga tali atau rantai dapat bergerak di dalamnya. Katrol biasa digunakan untuk menimba air di sumur, lift, ujung tiang bendera dan lain-lain.
Katrol ini terikat tetap pada langit-langit atau dinding. Contoh soal katrol banyak digunakan untuk membantu menaikkan beban yang ringan misalkan air dari dalam sumur, material bangunan pada pekerjaan konstruksi dan lain-lain.
Perhatikan gambar di atas. Sebuah beban seberat w diangkat dengan memberikan gaya tarikan F pada ujung tali yang lain. Gaya F mengakibatkan beban bergerak ke atas. Jika gaya F yang diberikan cukup untuk mengakibatkan beban bergerak dengan kecepatan konstan maka berlaku hukum 1 Newton.
Sehingga keuntungan mekanik untuk katrol tunggal tetap adalah
Katrol ini dapat bergerak bebas bersama-sama dengan beban yang diangkat.
Jika gaya F yang diberikan cukup untuk mengakibatkan beban bergerak dengan kecepatan konstan maka berlaku hukum 1 Newton.
Sehingga keuntungan mekanik untuk katrol tunggal bergerak adalah
Sistem katrol terdiri dari beberapa katrol yang dirangkai untuk dapat mempermudah proses mengangkat beban. Berikut contoh sistem katrol yang terdiri dari tiga katrol.
Jika gaya F yang diberikan cukup untuk mengakibatkan beban bergerak dengan kecepatan konstan maka berlaku hukum 1 Newton
Sehingga keuntungan mekanik untuk sistem tiga katrol adalah
Benda yang berat akan lebih mudah dinaikkan jika menggunakan bidang miring begitulah contoh bidang miring dalam aktivitas sehari-hari. Gaya yang dibutuhkan akan lebih kecil jika benda didorong di bidang miring, daripada mengangkatnya secara langsung. Hal ini berarti bahwa bidang miring juga memiliki keuntungan mekanik.
Gambar diatas merupakan penerapan atau contoh bidang miring dalam kehidupan sehari hari yang pada soal fisika seringkeluar dalam bentuk contoh soal bidang miring dimana diperlukan persamaan serta rumus dalam menghitungnya.
Keuntungan mekanik untuk bidang miring adalah perbandingan antara panjang bidang miring dengan tinggi bidang miring. Secara matematis rumus bidang miring dituliskan sebagai berikut.
dengan s = panjang bidang miring dan h = ketinggian bidang miring.
Telah disebutkan di atas, bahwa ketika orang berdiri di atas tanah sawah yang berlumpur dan lembek maka sebagian kakinya akan tenggelam karena mendapat tekanan dari tubuh orang tersebut, sekarang bagaimana jika orang tersebut berdiri dengan menggunakan satu kaki? Atau orang tersebut duduk di atas tanah? Apakah sebagian tubuhnya tetap terbenam ke tanah?, Bagaimana pula jika saat berdiri di atas sawah ia sedang membawa sekarung pupuk?. Berbagai perubahan yang dilakukan oleh orang tersebut tentu akan memberikan dampak terhadap bagian tubuh yang tenggelam ke lumpur atau tanah sawah.
Ketika orang tersebut berdiri satu kaki, maka bagian tubuh yang tenggelam ke dasar tanah akan lebih banyak (ditandai jejak kakinya semakin dalam), akan tetapi ketika ia mengubah posisinya menjadi duduk maka bagian tubuh yang tenggelam akan lebih sedikit (ditandai jejaknya semakin dangkal). Hal ini mengindikasikan bahwa tekanan dipengaruhi oleh luas bidang tekannya (bagian bawah yang bersentuhan langsung dengan tanah). Begitu pula saat orang tersebut berdiri sambil mengangkat sekarung pupuk, tentunya jejak yang ditinggalkan akan semakin dalam daripada saat berdiri tidak membawa sekarung pupuk karena ketika membawa pupuk beratnya bertambah (berat orang + berat pupuk) atau dengan kata lain gaya yang bekerja bertambah.
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat diketahui bahwa tekanan dipengaruhi oleh gaya berat dan luas permukaan atau bidang tekannya. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
Tips:
Gaya yang dimaksudkan disini bisa berupa gaya tekan yang dilakukan oleh orang atau gaya berat dari suatu benda. Gaya berat adalah yang timbul karena adanya gaya tarik bumi secara matematis dapat ditulis w = m . g
Persamaan matematis di atas menunjukkan bahwa:
Tekanan berbanding lurus dengan gaya
artinya ketika gaya yang bekerja semakin besar, maka tekanannya juga semakin besar dan ketika gaya yang bekerja semakin kecil, maka tekanannya juga semakin kecil.Tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan
Artinya semakin besar luas permukaan atau bidang tekannya maka tekanannya semakin kecil dan ketika luas permukaan semakin kecil maka tekanannya semakin besar.Dengan memahami persamaan matematis di atas, tentunya kita dapat mengetahui agar tidak mudah tenggelam atau terjebak di lumpur kita harus menggunakan alas kaki yang luas agar tekanannya sempit. Alasan ini pula yang menjelaskan kenapa menulis menggunakan pensil runcing lebih enak daripada pensil tumpul.
Satuan tekanan
Satuan sistem intenasional (SI) dari tekanan adalah Pascal atau N/m2, akan tetapi satuan tekanan ini dapat dikonversikan (diubah) menjadi beberapa bentuk satuan lain seperti yang dituliskan berikut ini
Tekanan 1 atm digunakan sebagai standart untuk tekanan udara luar (p0) yakni tekanan udara ketika di atas permukaan air laut.
Tekanan hidrostatis
Sesuai dengan namanya hidro berarti “air” dan statis berarti “diam” sehingga tekanan hidrostatis dapat diartikan sebagai tekanan yang terjadi pada air yang diam. Perhatikan gambar berikut.
Perhatikan gambar 2 di atas, orang yang menyelam memakai pakaian khusus yang berfungsi untuk menahan tekanan air laut kepada tubuhnya. Semakin dalam orang tersebut menyelam maka semakin besar tekanan yang akan di terima tubuhnya. Selain itu, ia juga menggunakan penutup telinga agar gendang telinganya tidak rusak terkena tekanan air laut. Hal ini menunjukkan bahwa tekanan hidrostatis dipengaruhi oleh kedalaman benda tersebut, untuk lebih mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan ini perhatikan gambar berikut
Benda yang berada di kedalaman “h” pada suatu fluida seperti gambar di atas, akan mendapat gaya berat dari fluida di atasnya (kotak biru) tekanan ini disebut dengan tekanan hidrostatis. Sehingga persamaan tekanannya akan menjadi
rumus
Tekanan hidrostatis sebanding dengan massa jenis zat cair, percepatan gravitasi, dan kedalaman. Sehingga terlihat bahwa semakin dalam (semakin jauh jarak dari permukaan) maka semakin besar tekanan hidrostatis.
Tekanan total atau juga disebut tekanan absolut yang diterima benda tersebut adalah
Ingatlah:
Konsep kedalaman dan ketinggian
Sering kali siswa kesulitan untuk membedakan antara kedalaman dan ketinggian. Kedalaman adalah jarak yang diukur pada suatu titik dalam fluida dari permukaan zat cair, sedangkan ketinggian adalah jarak yang diukur pada suatu titik dalam fluida dari dasar. Agar lebih memahaminya perhatikan gambar berikut.
Keterangan gambar :
h1 : kedalaman (m)
h2 : ketinggian (m)
konsep tekanan hidrostatis ini digunakan untuk membangun bangunan-bangunan yang sebagian terletak di bawah air, seperti membangun beton pembatas tepi sungai atau bendungan. Ketika membangun bendungan bagian bawah bendungan akan dibuat lebih tebal dari pada bagian atas, hal ini bertujuan agar dasar bendungan mampu menahan tekanan air yang besar.
Perkembangan teknologi yang semakin maju saat ini, manusia banyak menciptakan alat-alat baru yang lebih efisien salah satunya adalah peralatan yang menggunakan prinsip hidrolik seperti yang terlihat pada gambar 8 di atas. Prinsip hidrolik memberikan keuntungan yang lebih besar karena dengan gaya gesek pada alat ini sangat kecil (hampir tidak ada) sehingga hampir tidak ada energi yang terbuang percuma.
Prinsip kerja sistem hidrolik pada dasarnya dikembangkan dari konsep hukum Pascal. Hukum Pascal pertama kali dikemukakan oleh Blaise Pascal (1623 – 1662) seorang fisikawan Perancis pada tahun 1653 yang berbunyi
Secara matematis dapat ditulis
P1 = P2
Keterangan :
F1 : gaya pada bidang 1
F2 : gaya pada bidang 2
A1 : luas permukaan bidang 1
A2 : luas permukaan bidang 2
Berdasarkan persamaan di atas, dapat kita ketahui bahwa semakin besar luas penampang, maka gaya yang dihasilkan akan semakin besar. Sifat ini banyak dimanfaatkan untuk prinsip kerja alat hidrolik karena akan sangat menguntungkan apabila memberikan gaya yang kecil dapat menghasilkan gaya yang besar dengan mengubah luas penampangnya. Contoh yang penggunaan hukum Pascal ini adalah alat yang digunakan untuk mengangkat mobil seperti gambar berikut:
Pada gambar 9 di atas, besarnya F1 akan lebih kecil daripada berat mobil F2 yang dikarenakan luas penampang 1 lebih kecil daripada luas penampang 2. Penerapan lain dari hukum pascal adalah dongkrak hidrolik, rem hidrolik, pintu bus hidrolik, dll.
Hukum boyle merupakan hukum fisika yang membahas tentang bagaimana hubungan antara tekanan dengan volume suatu gas. Penemu hukum boyle adalah Robert Boyle (1627-1691), dia mengadakan suatu penelitian agar mengetahui keterkaitan antara tekanan dengan volume gas pada suhu yang konstan. Dari penelitiannya tersebut, Robert Boyle mendapatkan bahwa hasil kali tekanan dan volume gas didalam ruangan tertutup adalah tetap atau konstan.
Pengertian lain dari hukum boyle menurut Wikipedia adalah salah satu dari banayk hukum kimia dan merupaka kasus khusus dari hukum kimia ideal. Hukum boyle menjelaskan kebalikan keterkaintan proporsi antara tekanan absolut dan volume udara, apabila suhu tetap konstan dalam sistep tertutup.
Hukum boyle yang ditemukan oleh Robert Boyle yang meneliti tentang pengaruh tekanan terhadap volume gas pada suhu tetap. Pernyataan dari Robert Boyle ini dikenal dengan Hukum Boyle, yang bunyinya:
“Pada suhu tetap, tekanan gas didalam suatu ruang tertutup berbanding terbalik dengan volumenya”
Contoh alat yang bekerja berdasarkan Hukum boyle sering kita jumpai di kehidupan sehari-hari, antara lain pada pompa sepeda, alat suntik dan lain sebagainya.
Dari hukum boyle tersebut memiliki arti bahwa hasil kali tekanan dan volume gas didalam ruang yang tertutup adalah konstan (tetap) dengan syarat suhu gas tetap.
Pernyataan diatas apabila dituliskan dalam rumus, yaitu:
P.V = C
Yang mana C merupakan bilangan tetap (konstanta). Jika tekanan diubah maka volume gas akan berubah juga, maka rumus diatas dapat ditulis sebagai berikut:
P1 . V1 = P2 . V2
Dengan ketentuan:
P1 = tekanan gas mula-mula (atm.cm Hg, N/m2, Pa)
P2 = tekanan gas akhir (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
V1 = volum gas mula-mula (m3, cm3)
V2 = volum gas akhir (m3, cm3)
Hukum boyle hanya bisa berlaku pada kondisi:
Suhu gas tetap atau konstan
Gas ada didalam ruangan tertutup
Tidak adanya reaksi kimia
Tidak adanya perubahan wujud gas
Penerapan hukum boyle adanya pada prinsip kerja pompa. Pompa adalah alat yang dipakai untuk memindahkan gas/zat cair. Menurut prinsip kerja ini, pompa dikelompokkan menjadi dua yakni pompa hisap dan pompa tekan.
Ketika penghisap ditarik, maka volume udara yang ada dalam sebuah pompa tersebut membesar dan udara tidak dapat masuk ke sebuah ban karena harus masuk melewati katup (ventil) dari karet.
Jika pengisap ditekan maka volume udara didalam sebuah pompa akan mengecil dan udara dapat masuk ke sebuah ban melewati ventil karena tekanannya membesar. Alat sejenis yang memakai prinsip hukum boyle adalah alat suntik, pipet, pompa tekan dan pompa hisap.
Adapun contoh soal dari hukum boyle adalah sebagai berikut:
Sebuah ruangan tertutup terdapat gas didalamanya dengan volume 200 ml. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60cmHg, maka hitunglah tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 ml?
Penyelesaian:
Diketahui:
V1 = 200 ml
P1 = 60 cmHg
V2 = 150 ml
Ditanya: P2…?
Jawab:
Maka tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 ml menurut hukum boyle adalah sebesar 80 cmHg.
Suatu ruang tertutup yang volumenya 0,2 m3 berisi gas dengan tekanan 60.000 Pa. Hitunglah berapa volume gas apabila tekanan dinaikkan menjadi 80.000 Pa?
Penyelesaian:
Diketahui:
P1 = 60.000 Pa
V1 = 0.2 m3
P2 = 80.000 PaDitanya: V2…?
Jawab:
P1 V1 = P2 V2
V2 = (P1 V1) : P2
V2 = (60.000 x 0,2) : 80.000
V2 = 1,2/8
V2 = 0,15 m3Jadi, volume gas menjadi 0,15 M3
Bayangkan sebuah bandul yang diam menggantung. Kemudian bandul itu kita tarik ke arah samping dan kita lepaskan. Selama beberapa saat bandul akan mengalami gerak bolak balik dari kiri ke kanan sampai akhirnya berhenti. Ketika berhenti itulah bandul kembali ke posisi awalnya sebelum ditarik.
Kita sebut posisi awal bandul saat diam sebagai posisi setimbang O. Saat ditarik ke samping, bandul berada pada simpangan terjauhnya. Bandul kemudian bergerak bolak balik di sekitar posisi setimbangnya. Gerakan bolak balik di sekitar titik setimbang ini disebut getaran. Beberapa besaran yang perlu diketahui pada konsep dasar getaran adalah amplitudo getaran, jumlah getaran, periode getaran, frekuensi getaran. Satu getaran merupakan gerakan dari posisi awal bandul bergerak dan kembali lagi ke posisi itu (A, O, B, O, A). sedangkan amplitudo adalah simpangan terjauh bandul dari posisi setimbangnya (OA atau OB).
Periode getaran T merupakan waktu t yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran n. Kebalikan dari periode, yaitu frekuensi f, adalah banyaknya getaran n dalam satuan waktu t. dengan demikian, periode getaran dan frekuensi getaran memiliki hubungan saling berkebalikan
Ketika suatu getaran yang terjadi pada benda merambat, maka rambatan itu disebut dengan gelombang. Jadi, secara sederhana gelombang diartikan sebagai getaran yang merambat. Fenomena yang paling sering kita lihat adalah gelombang pada permukaan air. Ketika sebuah benda jatuh ke permukaan air, maka permukaan air akan bergetar. Getaran itu kemudian merambat ke sekitarnya sampai akhirnya menghilang.
Dalam rangka memahami konsep dasar gelombang kita perlu mengetahui beberapa jenis gelombang. Berdasarkan media perambatannya, gelombang dibagi menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Pengelompokkan berdasarkan arah rambatannya, gelombang dibagi menjadi gelombang longitudinal dan gelombang transversal.
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Sedangkan gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium untuk merambat. Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang getarannya searah dengan rambatannya. Sedangkan gelombang transversal merupakan gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya.
Untuk semakin memahami konsep dasar gelombang, kita perlu memahami besaran-besaran gelombang. Di antaranya adalah panjang gelombang, amplitude gelombang, periode gelombang, frekuensi gelombang, dan cepat rambat gelombang.
Panjang gelombang (λ)adalah jarak satu gelombang (ABCDE, atau BCDEF, atau DEFGH)
Amplitudo gelombang (A) adalah simpangan maksimum dari posisi setimbangnya.
Periode gelombang (T) adalah waktu t yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang gelombang n
T=t/n
Frekuensi gelombang (f) adalah jumlah gelombang n yang terjadi tiap satuan waktu t
f=n/t
periode dan frekuensi dihubungkan oleh persamaan
T=1 / f atau f = 1/ T
Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak tempuh gelombang tiap satuan waktu
v=λ / T = λf